基于人工势能场的破冰船护航下船舶航行风险场建模

针对破冰船护航下船舶碰撞与冰困事故风险评估问题,本文根据破冰船与跟驰船之间、跟驰船与海冰之间的相互关系,并基于人工势能场理论提出破冰船护航下船舶航行风险场的概念和模型,其中包括破冰船风险场和海冰风险场。破冰船风险场量化破冰船与跟驰船之间的碰撞风险水平,海冰风险场量化跟驰船与海冰之间的冰困风险水平。根据该模型提出破冰船与跟驰船之间安全跟驰距离的计算方法。最后基于Tian You轮2018年北极编队航行数据,应用破冰船护航下船舶航行风险场模型开展仿真实验,仿真结果验证了航行风险场模型的有效性,证明了本文建模方法能够为破冰船护航下船舶安全跟驰研究提供理论方法支撑。

论北方海航道开发前景:气候、海运与破冰船

随着全球气候不断变暖,北极冰川融化加剧,北方海航道海域冰层日趋缩小和变薄,为北方海航道开发提供了历史性机遇。全球化趋势下,国际货物贸易飞速发展,国际海运尤其是欧亚大陆间海运活动昌盛,传统南方航道面临压力,为北方海航道开发提供了现实需求。破冰船自出现以来,不断迭代升级,在动力、船体设计、船体材料、辅助设备等方面飞速发展,破冰能力不断提高,为北方海航道开发提供了技术可能。近年来北方海航道的开发取得飞速发展,而且俄罗斯仍在加大对北方海航道的开发力度,但北方海航道开发也面临国际合作环境恶化、资金投入大、经济性不强等问题。整体而言,在气候变暖、海运需求旺盛和破冰船技术不断发展的大背景下,长期来看,北方海航道开发的前景仍十分广阔。

重型破冰船多桨状态对敞水性能的影响分析

针对重型破冰船敞水与破冰2种典型工况阻力差距巨大,而螺旋桨设计基准为破冰工况,研究如何处理重型破冰船敞水航行时三桨工作状态对于降低能耗具有重要意义。以系柱状态模拟破冰工况对三桨重型破冰船的螺旋桨进行设计并进行空泡校核修正,针对三桨推进、中间桨闲置舷侧两桨推进、舷侧两桨闲置中间桨推进3种不同工作状态下的敞水航行性能进行估算,对比分析得出三桨降功率敞水推进相对于闲置螺旋桨推进更有利于降低总推进功率并满足敞水设计航速要求。

北极破冰船事故风险因素识别及风险评估

北极航线作为联通亚洲、欧洲和北美洲的最短海上路径,是我国“冰上丝绸之路”的重要环节,也是促进我国海运和经济发展的重要组成部分。随着北极航线经济性优势和发展战略性空间的扩展,极地船舶也面临桨叶断裂、结构强度不足、冰川、严寒、高纬度、极昼/极夜等非传统安全风险的考验,特别是作为极地船舶先行者的破冰船,一旦发生事故,极易造成人员伤亡、经济损失和环境影响。

多次冲撞式破冰过程仿真及破冰船结构损伤研究

破冰船在单个航次中多次冲撞式破冰可能造成船体结构累积损伤。为有效解决该问题,选用一种适合船冰碰撞研究的新型海冰材料模型,根据破冰船的破冰情景,对倒车后再次冲撞式破冰和多次冲撞式破冰的情景进行动态仿真。与单次冲撞式破冰进行对比,研究多次冲撞式破冰过程中的动响应特性,总结其中的碰撞力、结构损伤和能量吸收规律,为破冰船设计提供参考。

破冰船综合电力推进系统宽工况性能分析

现有破冰船动力系统多采用柴油机发电,受负载扰动大,同时卡冰等特殊工况易造成机组过载及电网失电。为提升系统性能、削峰填谷,以某重型极地科考破冰船为研究对象,构建以柴电机组为主体,耦合储能装置的综合电力推进系统能量流模型。面向多种工况,采用MATLAB/Simulink仿真计算,提出三层次能量管理方法。结果表明,相比于柴电机组稳定运行的短时破冰工况,长时航线工况触发了启停,节油率高达6.06%,系统最优的投资回报年限为8.07年。文章阐释了多工况下系统的性能表现,储能装置的引入保证了未知响应下柴电机组的高效运行。

目前我国极地考察破冰船综合保障能力分析与评估

历经40多载发展,中国极地考察体系总体趋于成熟,保障能力日益加强。然而极地考察破冰船综合保障能力无法完全满足国家需求,与发达国家相比仍存在一定差距。冰区作业时间受限、需适应冰-海-气-生物相互作用等立体科学观测技术等要求,为考察船的支撑保障能力提出了更高的要求。本文深入分析了“雪龙”号和“雪龙2”号的综合保障能力,以及在执行科考调查和后勤综合保障的运行模式,对比国外主流极地考察船,从支撑保障能力、管理模式和运行机制等方面探讨了存在的差异、面临的挑战以及存在的不足,为进一步提高我国极地考察综合实力提供建议。

从全球首艘核动力破冰船“列宁”号谈起

16世纪,俄国北方沿海地区船员发现,对于相对厚一点的冰层,用船艏去撞破冰不如用重物去压碎冰容易,于是建造了一种雪橇形船艏的“驳船”,上面装满石块或冰块,用人力或畜力牵引,翘起的船艏可“爬上”冰面,把冰压碎,起到破冰的效果。

冲破寒冰 驶向远方 中国破冰船发展简史

在甲辰龙年春节前夕,罗斯海的东侧边缘恩克斯堡岛上,一座充满现代气息的科考站如同一条盘龙要从冰雪的怀抱中一飞冲天。银灰色的顶棚在南极湛蓝的天空下熠熠生辉,仿佛要与极光共舞。我国第五座也是规模最大的南极科考站——秦岭站,正式建站。

破冰船电力推进系统在特殊工况下的控制策略

船舶电力推进系统对于提高船舶的动力性能和操控性能具有重要作用,特别是在北极和南极地区,电力推进系统的性能和可靠性直接影响着破冰船的安全性和效率。本文旨在深入探讨破冰船的电力推进系统,特别关注在特殊工况下所面临的挑战以及解决方案。分别研究了亚马尔型液化天然气(LNG)船、USCGC Healy破冰船和俄罗斯22220项目核动力破冰船的电力推进系统,采用了不同的电机类型、变频器技术、控制模式和算法,以适应不同的破冰需求和工作条件。分别总结了电力推进系统在破冰工况、倒车工况、螺旋桨冰切削模式和冰堵模式等特殊工况下的性能表现,以及不同类型的破冰船的电力推进系统各自的优势和适用性,并对破冰船的电力推进系统的发展进行展望。

破冰船在冰脊场中的运动响应预报方法

为安全、有效地开发极地资源,降低冰脊对船舶航行性能的影响,研究船舶在冰脊场中的运动响应。通过建立船舶冰阻力计算模型和船舶净推力模型,结合船舶运动方程和冰脊场的概率模型,预测船舶在冰脊场中的航行性能,并分析不同参数对船舶运动响应的影响规律。将采用该方法预测得到的结果与极地破冰船冰池模型试验结果进行对比验证该方法的有效性,结果表明二者能较好地吻合,该方法适合进行净推力和平整冰阻力预报。通过对平整冰厚度和冰脊密度进行敏感性分析发现,冰厚对船舶平均速度的影响显著。

重型破冰船适用结构规范对比分析

围绕现行的FSICR、RMRS和IACS三大冰区航行船舶规范,对船级符号、船体分区、总纵强度、低温材料等要求展开讨论。以重型破冰船为对象,对结构设计中的冰载荷计算,以及冰级、排水量、骨架形式、肋骨间距等设计参数的影响进行比较分析,为此类船型的结构设计提供技术参考。

破冰船性能及设计经验述评

文章对极地船舶技术进行了回顾,对破冰船的性能以及设计经验进行了述评;对加拿大、日本、芬兰、苏联、美国、丹麦以及瑞典等国家的破冰船进行了技术分析,旨在为破冰船的初步设计提供借鉴,以帮助设计者选择破冰船的形状、尺寸。

中国极地破冰船总体与结构设计技术现状与展望

本文基于近年来国内预研、设计或改造、建造的多型极地破冰船,提取总体和结构设计关键技术,简要介绍了适用于我国国情的不同等级极地破冰船的总体船型、推进系统、防寒系统设计及结构冰载荷模拟、冰带构件优化设计等方面研究内容。对我国此类船型研发的特点和难点作扼要说明,着重介绍了国内相关设计关键技术的研究现状及实船应用情况;探讨了此类船型国内后续研发方向,并对相应关键技术的研究方向作展望。

美加芬的“破冰船联盟”

2024年7月11日,在华盛顿特区举行的北约峰会期间,美国宣布与加拿大和芬兰达成一项新的三边协议义——“破冰船合作计划”(Icebreaker Collaboration Effort),以促进破冰船建造并建立更强大的北极舰队,组建“破冰船联盟”。这是继2021年英美澳三国建立奥库斯联盟(AUKUS)之后的又一个包含情报分享、先进技术开发和军事能力提升的地区安全和防务组织。宣布伊始,就引起了国际社会的高度关注。

俄首艘“领袖”级核动力破冰船推迟至2030年投运

【俄罗斯卫星通讯社莫斯科2024年5月20日电】俄罗斯第一副总理丹尼斯∙曼图罗夫2024年5月20日表示,首艘“领袖”级核动力破冰船“俄罗斯”号将于2030年投运,比原计划推迟3年,主要原因是设备不能及时供应,以及出现成本超支问题。

俄“雅库特”号核破冰船首座动力堆首次临界

【俄罗斯波罗的海造船厂网站2024年10月7日报道】俄罗斯“雅库特”号核动力破冰船两座RITM-200反应堆中的第一座反应堆近日实现首次临界,并达到最低控制功率水平。“雅库特”是波罗的海造船厂正在建造的四艘LK-60级核动力破冰船之一,即将成为俄建成投运的第四艘LK-60级。

船基于母型船改造法对科考破冰船的实例设计及性能分析

本文结合航区冰情发展情况和破冰船的基本原理,以某型极地科考破冰船作为母船基础,将整合的资料与母型改造法相结合,以创造一艘符合各项条件要求并具有一定创新性的实用科考破冰船。

俄“列宁格勒”号核动力破冰船启动建设

【俄罗斯塔斯社圣彼得堡2024年1月27日电】2024年1月26日,俄罗斯总统普京出席在波罗的海造船厂(Baltic Shipyard)举行的“列宁格勒”号核动力破冰船龙骨铺设仪式。这是俄启动建造的第六艘LK-60级核动力破冰船。LK-60级是目前全球动力最强大的破冰船,长173.3米,宽34米,满载排水量3.35万吨,配备2座17.5万千瓦RITM-200反应堆,换料周期为7年,提供6万千瓦推动力,破冰厚度为3米。俄已建成三艘LK-60级,即“北极”号、“西伯利亚”号和“乌拉尔”号。

从破冰船强制领航到许可证制度——俄罗斯北方海航道法律新变化分析

围绕北方海航道定义和破冰船强制领航两个重要的争议问题,详细对比了俄罗斯相关旧法律条文和2013年颁布的新法律条文,综合分析后认为:(1)在法律层面上,俄罗斯对于北方海航道属于国家历史性交通干线的立场没有改变,范围则做了明晰化的界定,新的北方海航道水域范围与俄罗斯北冰洋内水、领海及毗连区和200海里专属经济区水域范围相一致。这意味着消除了有关北方海航道北部边界是否延伸到公海的争议;(2)在规则层面上,从破冰船强制领航制度改变为许可证制度,尤其是给出了具体的、可操作和可预期的独立航行许可和不许可条件,使得外国船只在北方海航道水域的独立航行成为可能。由此得出结论:俄罗斯北方海航道政策出现了较大变化,有进一步向国际开放的政策倾向。